鉛蓄電池包装体
【課題】Ｓｂを含まない、Ｐｂ−Ｃａ系合金を正極および負極の格子体に用いた鉛蓄電池の保管中における自己放電を抑制すること。
【解決手段】正極板および負極板がＰｂ−Ｃａ系合金からなる格子体を備えた鉛蓄電池１を気密性を備えた包装体２２で密閉包装する。この包装体として、耐酸性合成樹脂フィルムや、内面に耐酸性コート層を有した箱体を用いる。好ましくは、鉛蓄電池内の電解液量が正極板および負極板が電解液から露出する状態に設定し、さらに好ましくは、包装体内部を酸素を含まない、Ｎ2等の不活性ガスで置換する。
【解決手段】正極板および負極板がＰｂ−Ｃａ系合金からなる格子体を備えた鉛蓄電池１を気密性を備えた包装体２２で密閉包装する。この包装体として、耐酸性合成樹脂フィルムや、内面に耐酸性コート層を有した箱体を用いる。好ましくは、鉛蓄電池内の電解液量が正極板および負極板が電解液から露出する状態に設定し、さらに好ましくは、包装体内部を酸素を含まない、Ｎ2等の不活性ガスで置換する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉛蓄電池の包装された鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジン始動用やバックアップ電源用といった様々な用途に鉛蓄電池が用いられている。鉛蓄電池はアルカリ蓄電池に比較して良好な自己放電特性を有している。しかしながら、その流通過程で長期間保管する間に自己放電が進行し、電池を使用する際に保充電が必要となる場合があった。したがって、鉛蓄電池において自己放電をさらに抑制することは、依然として重要な技術的課題である。
【０００３】
鉛蓄電池の正極および負極の格子体として用いる合金として、主にＰｂ−Ｓｂ系合金とＰｂ−Ｃａ系合金を代表とするＳｂを含まないＰｂ合金の２種類がある。Ｐｂ−Ｃａ系合金といった、Ｓｂを含まないＰｂ合金を格子体に用いることにより、鉛蓄電池の自己放電量をＰｂ−Ｓｂ系合金を格子体に用いた電池の１／２〜１／３程度にまで低減することができる長期保存が可能なため今日、市場で多く使われるようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、鉛蓄電池はその流通形態において、温度管理がなされない倉庫内で長期間在庫されることも多い。特に、温暖な地域では倉庫内の気温は３０℃を超えるような高温となることもある。このような、高温雰囲気で鉛蓄電池を在庫する場合、格子合金として、Ｓｂを含まないＰｂ−Ｃａ系合金等のＰｂ合金を用いた場合であっても、自己放電量は多く、補充電が必要なある場合があり、さらに自己放電を低減することが要望されている。
【特許文献１】特開昭６０−２６２３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記したような（Ｐｂ−Ｃａ系）合金を格子体に用いた鉛蓄電池において、その流通過程等で長期間保管した場合における自己放電を抑制するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、正極板および負極板がＰｂ−Ｃａ系合金からなる格子体を備えた鉛蓄電池を気密性を有した包装体で密閉包装したことを特徴とする鉛蓄電池包装体を示すものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の鉛蓄電池包装体において、包装体として、耐酸性合成樹脂フィルムを用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項３の鉛蓄電池包装体において、包装体として、内面が耐酸性コート層を有した箱体を用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３の鉛蓄電池包装体において、鉛蓄電池の電解液量が正極板および負極板が電解液から露出する状態に設定したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項４の鉛蓄電池包装体において、電解液量を正極板および負極板の高さ寸法の４０％以上が電解液から露出し、かつ正極板および負極板の少なくとも一部が電解液に浸漬した状態とすることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１〜５の鉛蓄電池包装体において、包装体内部を酸素を含まない、Ｎ2等の不活性ガスで置換したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
前記した本発明の構成によれば、鉛蓄電池の保管中に発生する自己放電を抑制することができるため、工業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池包装体に適用する鉛蓄電池１を示す図、図２は本発明の鉛蓄電池包装体２１を示す図である。
【００１５】
鉛蓄電池１はＰｂ−Ｃａ合金からなる正極格子（図示せず）と負極格子（図示せず）を有している。これら格子体に活物質が充填され、それぞれ正極板２および負極板３が構成される。
【００１６】
なお、鉛蓄電池１の構成例としては、正極板２および負極板３とセパレータ４とを組合せ、同極性極板の集電用耳部５，５´をストラップ１３，１３´で接合し、極板群とする。これら極板群の必要数が電槽６に収納され、蓋７で電槽６の開口部を覆っている。蓋７には電池内部へ電解液を注液するための注液口８が設けられている。注液口８から電解液を注液し、鉛蓄電池１の電槽化成を行う。この後液面調整等をへて、注液口８に電池内部のガスを排出するための排気用の小孔１０が設けらた排気栓９が装着されたものを用いることができる。
【００１７】
なお、図２の例では、注液口８毎に排気栓９が装着された例を示したが、複数の注液口に一括して装着される、一括排気栓を装着したものでもよい。
【００１８】
本発明の鉛蓄電池包装体２１は図２に示したように、鉛蓄電池１を気密性を有した包装体２２で密封包装した構成を有する。
【００１９】
包装体２２としては、耐酸性を有した合成樹脂フィルムを用いることができる。耐酸性を有した合成樹脂フィルムとしては、ポリエチレン樹脂フィルムやポリプロピレン樹脂フィルムを用いることができる。これらの材質で袋状に構成した包装体２２に鉛蓄電池１を収納し、開口部を密封する。
【００２０】
密封の方法としては熱溶着によるものが簡便であり、好ましい。上記したポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂は熱可塑性樹脂であり、それ自体で熱溶着性を有するため、これらいずれかの合成樹脂の単層フィルムを用いることができる。また、フィルム自体の機械的強度や熱溶着部の強度を考慮し、ポリプロピレン樹脂層上にポリエチレン樹脂層を形成したものや、ＰＥＴ樹脂上にポリエチレン樹脂層を形成したものも用いることができる。
【００２１】
包装体２１は鉛蓄電池１を密封し、大気から遮断することによって、外気中の酸素の包装体２１内への透過と、鉛蓄電池１内の電解液水分の包装体２１外への透過を抑制し、鉛蓄電池の自己放電を抑制する。
【００２２】
なお、包装体２１の外面に電池品番表示やその他の表示を施すことにより、鉛蓄電池１を個別の外装箱に収納する必要がなくなるため、部品点数削減の面で好ましい。
【００２３】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池包装体３１を示す図である。鉛蓄電池包装体３１は前述の鉛蓄電池１と密封する包装体として、内面が耐酸性コート層を有した箱体３２を用いる。
【００２４】
箱体３２としては、紙（天然紙、合成紙）の表面にポリエチレン等の耐酸性樹脂の耐酸性コート層を有したものを用いる。そして、耐酸性コート層を熱可塑性樹脂で構成することにより、箱体３２の開口部をヒートシールにより密閉でき、好適である。また、箱体３２の形状として、例えば、日本テトラパック株式会社製「テトラ・ブリック・アセプティック」に準じた形状のものを用いることができる。
【００２５】
また、第２の実施形態による鉛蓄電池包装体３１も第１の実施形態によるものと同様、箱体３２の外側に電池品番表示やその他の表示を行うことにより、個別の外装箱に収納する必要がなくなるため、部品点数削減の面で好ましい。
【００２６】
箱体３２も包装体２１と同様、鉛蓄電池１を密封し、大気から遮断することによって、外気中の酸素の箱体３２内への透過と、鉛蓄電池１内の電解液水分の箱体３２外への透過を抑制し、鉛蓄電池の自己放電を抑制する。
【００２７】
なお、第１の実施形態における包装体２２および第２の実施形態における箱体３２も水分透過や酸素透過をより抑制し、鉛蓄電池１の自己放電率をさらに低減するために、包装体２２および箱体３２の表面もしくは内部に蒸着等によりＡｌやＳｉ等の水分透過および酸素透過を抑制する層を形成することが好ましい。
【００２８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態による鉛蓄電池包装体は、前記した第１および第２の実施形態による鉛蓄電池包装体において、鉛蓄電池１の電解液量が正極板および負極板が電解液から露出する状態に設定したものである。この場合、電解液面１１ａを境に上部の正極板２と負極板３が電解液１１より露出し、下部が電解液１１に浸漬した状態となる。
【００２９】
正極板２および負極板３の格子合金にＰｂ−Ｃａ系合金を用いた鉛蓄電池は、自己放電を促進するＳｂを含まないため、Ｐｂ−Ｓｂ系合金を格子合金に用いた鉛蓄電池と比較して、自己放電は抑制されるが、本実施形態のように、電解液を減らした状態とすることにより、正極板２および負極板３と電解液１１とが接している部分が少ないため、自己放電をさらに抑制できる。
【００３０】
第３の実施形態において、鉛蓄電池１は、電槽化成終了後、電池本体を反転したり、吸出し等の方法により注液口８を介して適当量の電解液を電池外に排出すればよい。
【００３１】
なお、電解液排出後の電解液面１１ａは、図４に示したように、正極板および負極板の高さ寸法（Ｈ）の２０％以上が電解液から露出した状態、すなわち、露出部の高さ方向の寸法（ｘ）の高さ寸法（Ｈ）の比率を２０％以上とし、かつ正極板および負極板の少なくとも一部が電解液に浸漬した設定することにより、自己放電をより顕著に低減することができる。
【００３２】
なお、電解液面１１ａから正極板２および負極板３が露出状態とする場合、電池の使用に先立って、電解液を所定位置（通常はストラップ１３，１３´上）に調整する。さらに、正極板２と負極板３の少なくとも一部は電解液１１に浸漬した構成とする。Ｓｂを有さない、Ｐｂ−Ｃａ合金格子を有する正極板をすべて電解液１１から露出した状態で保存した場合、電池容量が急激に低下する場合があるため、避けるべきである。
【００３３】
このような第３の実施形態では、鉛蓄電池の自己放電がさらに抑制されるとともに、電池重量も低減するため、輸送・保管コストを低減する上で好ましい。
【００３４】
なお、上述した第１〜第３の実施形態において、包装体２２（箱体３２）内を窒素ガスあるいはアルゴンガスといった酸素を含まない、電池活物質や電解液に対して不活性のガスを封入・置換することにより、包装体２２（箱体３２）の酸素量を低減できるため、自己放電抑制に有効である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により、本発明における効果を説明する。
【００３６】
以下に示すような構成でＪＩＳ Ｄ５３０１「始動用鉛蓄電池」で規定された５５Ｄ２３形の電池Ｓ１〜Ｓ８および電池Ｔ１〜Ｔ８を組み立て、これら電池Ｓ１〜Ｓ８および電池Ｔ１〜Ｔ８を用いて電池包装体を作成し、４０℃雰囲気下で６ヶ月保存し、保存後の５時間率放電持続時間を測定した。なお、本実施例では、鉛蓄電池が輸送された後に倉庫保管された場合を想定し、電池包装体に振動を加え、その後保存を行った。
【００３７】
電池包装体に加える振動は、電池の上下方向に複振幅２．３〜２．５ｍｍ、加速度２９．４ｍ／ｓ2とし、振動時間を２時間とした。なお、この振動条件はＪＩＳ Ｄ５３０１（１９９９）で規定された耐振動性における振動条件と同一である。
【００３８】
（本実施例に用いる電池Ｓ１〜電池Ｓ８の構成）
本実施例に用いる電池Ｓ１は、正極にＰｂ−０．０６ｗｔ％Ｃａ−１．３０ｗｔ％Ｓｎ合金、負極にＰｂ−０．０６ｗｔ％Ｃａ−０．３０ｗｔ％Ｓｎ合金のエキスパンド格子をそれぞれ使用した正極板および負極板を用い、正極板５枚および負極板６枚で極板群を構成したものである。
【００３９】
セパレータとして孔径数μｍ以下の微孔を有したポリエチレン製袋状セパレータに負極板を収納した。電槽化成後、電解液量を通常使用されるときの状態の所定電解液量としたものである。この状態において、正極板、負極板およびこれらを集合溶接するストラップはすべて電解液に浸漬された状態であり、１セル当たり７００ｃｃとしている。なお、注液口には排気栓を装着した。排気栓には電池内部のガスを排出するための排気用の小孔が設けられている。
【００４０】
さらに、電池Ｓ１から電解液を抜き出した電池Ｓ２〜電池Ｓ８を作成した。ここで、図４に示した、電解液１１から露出した部分の高さ方向の寸法（ｘ）の高さ寸法（Ｈ）に対する比率を露出率とし、この露出率を、電池Ｓ２で１５％、電池Ｓ３で４０％、電池Ｓ４で５５％、電池Ｓ５で７０％、電池Ｓ６で８５％、電池Ｓ７で９９％、電池Ｓ８で１００％として排気栓を装着した。なお、電池Ｓ１における正極板と負極板の電解液からの露出率は０％である。
【００４１】
なお、電池Ｓ１の電解液量は７００ｃｃであり、各電池の電解液量は電池Ｓ２で４２０ｃｃ（電池Ｓ１の６０％）、電池Ｓ３で２８０ｃｃ（電池Ｓ１の４０％）、電池Ｓ４で２１０ｃｃ（電池Ｓ１の３０％）、電池Ｓ５で１４０ｃｃ（電池Ｓ１の２０％）、電池Ｓ６で７０ｃｃ（電池Ｓ１の１０％）、電池Ｓ７で７ｃｃ（電池Ｓ１の１％）、電池Ｓ８で０ｃｃ（電池Ｓ１の０％）とした。
【００４２】
（本実施例に用いる電池Ｔ１〜電池Ｔ８の構成）
本実施例に用いる電池Ｔ１は、前記した電池１において、正極格子および負極格子をＰｂ−２．５％Ｓｂ合金の鋳造格子としたものであり、その他の構成は電池１と同様の構成を有する。なお、電池Ｔ１における正極板と負極板の電解液からの露出率は０％である。
【００４３】
さらに、電池Ｓ２〜Ｓ８と同様にして、電池Ｔ１から電解液を抜き出した電池Ｔ２〜電池Ｔ８を作成した。ここで、前記した露出率を、電池Ｔ２で１５％、電池Ｔ３で４０％、電池Ｔ４で５５％、電池Ｔ５で７０％、電池Ｔ６で８５％、電池Ｔ７で９９％、電池Ｔ８で１００％として排気栓を装着した。
【００４４】
なお、電池Ｔ１の電解液量は７００ｃｃであり、各電池の電解液量は電池Ｔ２で４２０ｃｃ（電池Ｔ１の６０％）、電池Ｔ３で２８０ｃｃ（電池Ｔ１の４０％）、電池Ｔ４で２１０ｃｃ（電池Ｔ１の３０％）、電池Ｔ５で１４０ｃｃ（電池Ｔ１の２０％）、電池Ｔ６で７０ｃｃ（電池Ｔ１の１０％）、電池Ｔ７で７ｃｃ（電池Ｔ１の１％）、電池Ｔ８で０ｃｃ（電池１の０％）とした。
【００４５】
（電池包装体Ａ１〜Ａ８）
比較例の電池包装体Ａ１〜Ａ８は、電池Ｓ１〜Ｓ８をそれぞれ従来より一般的な電池の包装形態である、ダンボール箱に梱包したものである。ダンボール箱は気密性を有さず、ダンボール箱外と電池内部とは排気栓を通じて導通状態にある。電池Ｓ１と電池包装体Ａ１、電池Ｓ２と電池包装体Ａ２、電池Ｓ３と電池包装体Ａ３、電池Ｓ４と電池包装体Ａ４、電池Ｓ５と電池包装体Ａ５、電池Ｓ６と電池包装体Ａ６、電池Ｓ７と電池包装体Ａ７および電池Ｓ８と電池包装体Ａ８が互いに対応している。
【００４６】
（電池包装体Ｂ１〜Ｂ８）
比較例の電池包装体Ｂ１〜Ｂ８は、比較例の電池包装体Ａ１〜Ａ８において、ダンボール箱内に収納された電池Ｓ１〜Ｓ８の排気栓９上にポリプロピレン粘着テープを貼り付け、排気栓９の小孔をテープで閉塞することにより、電池外部と内部とを密封したものである。ここでは、電池Ｓ１と電池包装体Ｂ１、電池Ｓ２と電池包装体Ｂ２、電池Ｓ３と電池包装体Ｂ３、電池Ｓ４と電池包装体Ｂ４、電池Ｓ５と電池包装体Ｂ５、電池Ｓ６と電池包装体Ｂ６、電池Ｓ７と電池包装体Ｂ７および電池Ｓ８と電池包装体Ｂ８が互いに対応している。
【００４７】
（電池包装体Ｃ１〜Ｃ８）
電池包装体Ｃ１〜Ｃ８は、図２に示したように、鉛蓄電池１としてそれぞれ電池Ｓ１〜Ｓ８を用い、ポリエチレン樹脂層／Ａｌ金属蒸着層／ＰＥＴ樹脂層が積層されたラミネートフィルムの包装体２２で密封包装したものである。なお、電池Ｓ１と電池包装体Ｃ１、電池Ｓ２と電池包装体Ｃ２、電池Ｓ３と電池包装体Ｃ３、電池Ｓ４と電池包装体Ｃ４、電池Ｓ５と電池包装体Ｃ５、電池Ｓ６と電池包装体Ｃ６、電池Ｓ７と電池包装体Ｃ７および電池Ｓ８と電池包装体Ｃ８が互いに対応している。
【００４８】
（電池包装体Ｄ１〜Ｄ８）
電池包装体Ｄ１〜Ｄ８は、図３に示したように、鉛蓄電池１としてそれぞれ電池Ｓ１〜Ｓ８を用い、紙を耐酸性樹脂としてのポリエチレン樹脂層をコートした箱体３２で密封したものである。なお、電池Ｓ１と電池包装体Ｄ１、電池Ｓ２と電池包装体Ｄ２、電池Ｓ３と電池包装体Ｄ３、電池Ｓ４と電池包装体Ｄ４、電池Ｓ５と電池包装体Ｄ５、電池Ｓ６と電池包装体Ｄ６、電池Ｓ７と電池包装体Ｄ７および電池Ｓ８と電池包装体Ｄ８が互いに対応している。
【００４９】
（電池包装体Ｅ１〜Ｅ８）
電池包装体Ｅ１〜Ｅ８は、電池包装体Ｃ１〜Ｃ８において、電池内および包装体２２内を窒素ガスで置換した後、密封したものである。なお、電池Ｓ１と電池包装体Ｅ１、電池Ｓ２と電池包装体Ｅ２、電池Ｓ３と電池包装体Ｅ３、電池Ｓ４と電池包装体Ｅ４、電池Ｓ５と電池包装体Ｅ５、電池Ｓ６と電池包装体Ｅ６、電池Ｓ７と電池包装体Ｅ７および電池Ｓ８と電池包装体Ｅ８が互いに対応している。
【００５０】
（電池包装体Ｆ１〜Ｆ８）
電池包装体Ｆ１〜Ｆ８は、図２に示したように、鉛蓄電池１としてそれぞれ正負極格子にＰｂ−Ｓｂ合金を用いた電池Ｔ１〜Ｓ８を用い、ポリエチレン樹脂層／Ａｌ金属蒸着層／ＰＥＴ樹脂層が積層されたラミネートフィルムの包装体２２で密封包装したものである。なお、電池Ｔ１と電池包装体Ｆ１、電池Ｔ２と電池包装体Ｆ２、電池Ｔ３と電池包装体Ｆ３、電池Ｔ４と電池包装体Ｆ４、電池Ｔ５と電池包装体Ｆ５、電池Ｔ６と電池包装体Ｆ６、電池Ｔ７と電池包装体Ｆ７および電池Ｔ８と電池包装体Ｆ８が互いに対応している。
【００５１】
（電池包装体Ｇ１〜Ｇ８）
電池包装体Ｇ１〜Ｇ８は、電池Ｔ１〜Ｔ８をそれぞれ従来より一般的な電池の包装形態である、ダンボール箱に梱包したものである。ダンボール箱は気密性を有さず、ダンボール箱外と電池内部とは排気栓を通じて導通状態にある。電池Ｔ１と電池包装体Ｇ１、電池Ｔ２と電池包装体Ｇ２、電池Ｔ３と電池包装体Ｇ３、電池Ｔ４と電池包装体Ｇ４、電池Ｔ５と電池包装体Ｇ５、電池Ｔ６と電池包装体Ｇ６、電池Ｔ７と電池包装体Ｇ７および電池Ｔ８と電池包装体Ｇ８が互いに対応している。
【００５２】
表１および表２に上記の各電池の保存後の５時間率放電持続時間を示す。なお、電池の中であらかじめ電解液を抜いた電池については放電する前に排出した分の電解液を補充した後、放電を行った。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
表１および表２に示した結果から、まず所定電解液量で保存された電池包装体Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１およびＦ１では、本発明例による電池包装体Ｃ１、Ｄ１およびＦ１は３．４時間以上放電することができ、比較例による電池包装体Ａ１の１２０％以上の放電持続時間を有しており、自己放電特性が顕著に改善されている。
【００５５】
電池包装体Ａ１においては保存中に排気栓を通じて、電池外部より空気中の酸素が電池内に流入し電解液中に溶存することにより、負極板の自己放電を加速させたと推測できる。一方で、本発明例による電池包装体Ｃ１、Ｄ１およびＦ１は、空気中の酸素の電池内への流入が抑制され、これにより自己放電が抑制されたと考えられる。
【００５６】
これは、特に、包装体内および電池内を窒素で置換した本発明例の電池包装体Ｆ１がより優れた残存放電持続時間を有していることからも推測できる。
【００５７】
一方、電池包装体Ｆ１では、正負の格子体にＰｂ−Ｓｂ合金を用いた、アンチモン系の電池が用いられているために、もともとの自己放電が大きく、包装体で密封してもＰｂ−Ｃａ合金を用いた場合に比べて、自己放電特性を抑制する効果が顕著ではない。
【００５８】
また電池包装体Ａ２〜Ａ８および電池包装体Ｇ２〜Ｇ８を除く各電池包装体において、内部に収納する電池の残存電解液を減少させ、正極板および負極板が電解液面から露出した状態、かつ正極板および負極板の一部が電解液に浸漬された状態で保存したものでは、自己放電の原因となる硫酸量が減少し自己放電反応が抑制されるため自己放電が少なくなり、保存後の放電持続時間を長くすることができる。
【００５９】
比較例の電池包装体Ａ２〜Ａ７およびＧ２〜Ｇ７のように、正極板と負極板の一部が電解液から露出し、かつ少なくとも一部が電解液に浸漬され、かつ、電池内部と外部を密封しない場合、保存中に外部酸素により負極板が酸化されるため、残存電解液量が少なくなるほど残存放電持続時間は著しく低下する。したがって、本発明において、特に電解液量を少なくし、正極板と負極板が電解液から露出させた状態で保存する形態において本発明の効果はさらに著しいものがある。
【００６０】
ただし、Ｐｂ−Ｃａ合金を用いた電池を用い、電池内部と外部とを密封した場合であっても、残存電解液を全く有さない電池包装体Ｂ８、Ｃ８、Ｄ８およびＥ８では、残存放電持続時間が低下する減少が見られた。したがって、残存電解液を有し、正極板および負極板の少なくとも一部が電解液に浸漬した状態であることが必要である。
【００６１】
一方で、Ｐｂ−Ｓｂ合金を用いた電池では、残存電解液を全く有さない電池包装体Ｆ８およびＧ８では、残存電解液を有したものと比較して残存放電持続時間が増加していた。
【００６２】
本発明においては、残存電解液量を少なくすることにより、正極板および負極板の電解液からの露出率を４０％以上としたときに、特に残存放電持続時間が長くなり、より顕著に自己放電抑制効果を得ることができる。
【００６３】
さらに、電池包装体Ｅ１〜Ｅ７のように、保存前の初期に包装体内部を不活性ガスである窒素と置換し、負極活物質が酸化される機会をさらに低減したために、保存後の残存放電持続時間をさらに改善することができる。
【００６４】
なお、電池包装体Ｂ１〜Ｂ７については、電池包装体Ｃ１〜Ｃ７等の密閉機能を、排気栓上部をポリプロピレン粘着テープで塞ぐことによって、より簡便に得ようとしたものである。しかしながら、表１に示した結果を見ると、本発明による電池包装体に比較して、残存放電持続時間が短く、自己放電特性の面で劣っている。
【００６５】
これから、排気栓部をテープで覆ったのみでは、テープおよびその周辺からの酸素の侵入を完全に抑えることが難しいためと考えられる。特に、本実施例にように、輸送を想定した振動が加わる場合、排気栓に付着した電解液の飛沫が排気用の小孔から滲出する場合がある。粘着テープは裏面の粘着剤層を介して、排気栓上部を覆っているものの、滲み出た電解液が粘着剤層に浸透し、気密性が低下すると推測される。
【００６６】
また、この粘着テープで覆う方法では、保存中に電池内に滞留した酸素ガスが負極板で吸収されるため、電池内圧力が周囲と比べて低くなる。そのために保存中に電槽が変形する。このような内圧の低下による電槽の変形は、電槽本体とともに、電槽と蓋との接合部に応力が常にかかるため、好ましくない。
【００６７】
このような電池内圧の低下は、また、吸収された酸素ガスの体積と電池内容積によって、変化するが、本発明では、電池内と包装体内とが連通しているため、電池内圧の低下量は酸素ガスの体積と包装体内の気体体積によって決定づけられる。したがって、電池内の気体体積に比較して、包装体内の気体体積はより大きく、このような電池内圧の低下を要請することができる。
【００６８】
また、包装体内を酸素ガスを含まない、窒素ガス等の不活性ガスで置換することにより、このような電池内圧の低下をより抑制することができる。
【００６９】
さらに本発明のもうひとつの大きな効果は、従来のようなダンボールでの包装形態と比べて、輸送中あるいは保管中に誤って転倒させたときにも電解液である希硫酸が外部に飛散することを防止でき、周囲を破損するのを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
前記したように、本発明によれば、電池保管中における自己放電を抑制できることから、始動用鉛蓄電池をはじめとする、様々な鉛蓄電池に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】鉛蓄電池を示す一部破載図
【図２】本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池包装体を示す図
【図３】本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池包装体を示す図
【図４】電解液面と極板との位置関係を示す図
【符号の説明】
【００７２】
１ 鉛蓄電池
２ 正極板
３ 負極板
４ セパレータ
５，５´ 集電用耳部
６ 電槽
７ 蓋
８ 注液口
９ 排気栓
１０ 小孔
１１ 電解液
１１ａ 電解液面
１３，１３´ ストラップ
２１ 第１の実施形態による鉛蓄電池包装体
２２ 包装体
３１ 第２の実施形態による鉛蓄電池包装体
３２ 箱体
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉛蓄電池の包装された鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジン始動用やバックアップ電源用といった様々な用途に鉛蓄電池が用いられている。鉛蓄電池はアルカリ蓄電池に比較して良好な自己放電特性を有している。しかしながら、その流通過程で長期間保管する間に自己放電が進行し、電池を使用する際に保充電が必要となる場合があった。したがって、鉛蓄電池において自己放電をさらに抑制することは、依然として重要な技術的課題である。
【０００３】
鉛蓄電池の正極および負極の格子体として用いる合金として、主にＰｂ−Ｓｂ系合金とＰｂ−Ｃａ系合金を代表とするＳｂを含まないＰｂ合金の２種類がある。Ｐｂ−Ｃａ系合金といった、Ｓｂを含まないＰｂ合金を格子体に用いることにより、鉛蓄電池の自己放電量をＰｂ−Ｓｂ系合金を格子体に用いた電池の１／２〜１／３程度にまで低減することができる長期保存が可能なため今日、市場で多く使われるようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、鉛蓄電池はその流通形態において、温度管理がなされない倉庫内で長期間在庫されることも多い。特に、温暖な地域では倉庫内の気温は３０℃を超えるような高温となることもある。このような、高温雰囲気で鉛蓄電池を在庫する場合、格子合金として、Ｓｂを含まないＰｂ−Ｃａ系合金等のＰｂ合金を用いた場合であっても、自己放電量は多く、補充電が必要なある場合があり、さらに自己放電を低減することが要望されている。
【特許文献１】特開昭６０−２６２３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記したような（Ｐｂ−Ｃａ系）合金を格子体に用いた鉛蓄電池において、その流通過程等で長期間保管した場合における自己放電を抑制するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、正極板および負極板がＰｂ−Ｃａ系合金からなる格子体を備えた鉛蓄電池を気密性を有した包装体で密閉包装したことを特徴とする鉛蓄電池包装体を示すものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の鉛蓄電池包装体において、包装体として、耐酸性合成樹脂フィルムを用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項３の鉛蓄電池包装体において、包装体として、内面が耐酸性コート層を有した箱体を用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３の鉛蓄電池包装体において、鉛蓄電池の電解液量が正極板および負極板が電解液から露出する状態に設定したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項４の鉛蓄電池包装体において、電解液量を正極板および負極板の高さ寸法の４０％以上が電解液から露出し、かつ正極板および負極板の少なくとも一部が電解液に浸漬した状態とすることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１〜５の鉛蓄電池包装体において、包装体内部を酸素を含まない、Ｎ2等の不活性ガスで置換したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
前記した本発明の構成によれば、鉛蓄電池の保管中に発生する自己放電を抑制することができるため、工業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池包装体に適用する鉛蓄電池１を示す図、図２は本発明の鉛蓄電池包装体２１を示す図である。
【００１５】
鉛蓄電池１はＰｂ−Ｃａ合金からなる正極格子（図示せず）と負極格子（図示せず）を有している。これら格子体に活物質が充填され、それぞれ正極板２および負極板３が構成される。
【００１６】
なお、鉛蓄電池１の構成例としては、正極板２および負極板３とセパレータ４とを組合せ、同極性極板の集電用耳部５，５´をストラップ１３，１３´で接合し、極板群とする。これら極板群の必要数が電槽６に収納され、蓋７で電槽６の開口部を覆っている。蓋７には電池内部へ電解液を注液するための注液口８が設けられている。注液口８から電解液を注液し、鉛蓄電池１の電槽化成を行う。この後液面調整等をへて、注液口８に電池内部のガスを排出するための排気用の小孔１０が設けらた排気栓９が装着されたものを用いることができる。
【００１７】
なお、図２の例では、注液口８毎に排気栓９が装着された例を示したが、複数の注液口に一括して装着される、一括排気栓を装着したものでもよい。
【００１８】
本発明の鉛蓄電池包装体２１は図２に示したように、鉛蓄電池１を気密性を有した包装体２２で密封包装した構成を有する。
【００１９】
包装体２２としては、耐酸性を有した合成樹脂フィルムを用いることができる。耐酸性を有した合成樹脂フィルムとしては、ポリエチレン樹脂フィルムやポリプロピレン樹脂フィルムを用いることができる。これらの材質で袋状に構成した包装体２２に鉛蓄電池１を収納し、開口部を密封する。
【００２０】
密封の方法としては熱溶着によるものが簡便であり、好ましい。上記したポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂は熱可塑性樹脂であり、それ自体で熱溶着性を有するため、これらいずれかの合成樹脂の単層フィルムを用いることができる。また、フィルム自体の機械的強度や熱溶着部の強度を考慮し、ポリプロピレン樹脂層上にポリエチレン樹脂層を形成したものや、ＰＥＴ樹脂上にポリエチレン樹脂層を形成したものも用いることができる。
【００２１】
包装体２１は鉛蓄電池１を密封し、大気から遮断することによって、外気中の酸素の包装体２１内への透過と、鉛蓄電池１内の電解液水分の包装体２１外への透過を抑制し、鉛蓄電池の自己放電を抑制する。
【００２２】
なお、包装体２１の外面に電池品番表示やその他の表示を施すことにより、鉛蓄電池１を個別の外装箱に収納する必要がなくなるため、部品点数削減の面で好ましい。
【００２３】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池包装体３１を示す図である。鉛蓄電池包装体３１は前述の鉛蓄電池１と密封する包装体として、内面が耐酸性コート層を有した箱体３２を用いる。
【００２４】
箱体３２としては、紙（天然紙、合成紙）の表面にポリエチレン等の耐酸性樹脂の耐酸性コート層を有したものを用いる。そして、耐酸性コート層を熱可塑性樹脂で構成することにより、箱体３２の開口部をヒートシールにより密閉でき、好適である。また、箱体３２の形状として、例えば、日本テトラパック株式会社製「テトラ・ブリック・アセプティック」に準じた形状のものを用いることができる。
【００２５】
また、第２の実施形態による鉛蓄電池包装体３１も第１の実施形態によるものと同様、箱体３２の外側に電池品番表示やその他の表示を行うことにより、個別の外装箱に収納する必要がなくなるため、部品点数削減の面で好ましい。
【００２６】
箱体３２も包装体２１と同様、鉛蓄電池１を密封し、大気から遮断することによって、外気中の酸素の箱体３２内への透過と、鉛蓄電池１内の電解液水分の箱体３２外への透過を抑制し、鉛蓄電池の自己放電を抑制する。
【００２７】
なお、第１の実施形態における包装体２２および第２の実施形態における箱体３２も水分透過や酸素透過をより抑制し、鉛蓄電池１の自己放電率をさらに低減するために、包装体２２および箱体３２の表面もしくは内部に蒸着等によりＡｌやＳｉ等の水分透過および酸素透過を抑制する層を形成することが好ましい。
【００２８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態による鉛蓄電池包装体は、前記した第１および第２の実施形態による鉛蓄電池包装体において、鉛蓄電池１の電解液量が正極板および負極板が電解液から露出する状態に設定したものである。この場合、電解液面１１ａを境に上部の正極板２と負極板３が電解液１１より露出し、下部が電解液１１に浸漬した状態となる。
【００２９】
正極板２および負極板３の格子合金にＰｂ−Ｃａ系合金を用いた鉛蓄電池は、自己放電を促進するＳｂを含まないため、Ｐｂ−Ｓｂ系合金を格子合金に用いた鉛蓄電池と比較して、自己放電は抑制されるが、本実施形態のように、電解液を減らした状態とすることにより、正極板２および負極板３と電解液１１とが接している部分が少ないため、自己放電をさらに抑制できる。
【００３０】
第３の実施形態において、鉛蓄電池１は、電槽化成終了後、電池本体を反転したり、吸出し等の方法により注液口８を介して適当量の電解液を電池外に排出すればよい。
【００３１】
なお、電解液排出後の電解液面１１ａは、図４に示したように、正極板および負極板の高さ寸法（Ｈ）の２０％以上が電解液から露出した状態、すなわち、露出部の高さ方向の寸法（ｘ）の高さ寸法（Ｈ）の比率を２０％以上とし、かつ正極板および負極板の少なくとも一部が電解液に浸漬した設定することにより、自己放電をより顕著に低減することができる。
【００３２】
なお、電解液面１１ａから正極板２および負極板３が露出状態とする場合、電池の使用に先立って、電解液を所定位置（通常はストラップ１３，１３´上）に調整する。さらに、正極板２と負極板３の少なくとも一部は電解液１１に浸漬した構成とする。Ｓｂを有さない、Ｐｂ−Ｃａ合金格子を有する正極板をすべて電解液１１から露出した状態で保存した場合、電池容量が急激に低下する場合があるため、避けるべきである。
【００３３】
このような第３の実施形態では、鉛蓄電池の自己放電がさらに抑制されるとともに、電池重量も低減するため、輸送・保管コストを低減する上で好ましい。
【００３４】
なお、上述した第１〜第３の実施形態において、包装体２２（箱体３２）内を窒素ガスあるいはアルゴンガスといった酸素を含まない、電池活物質や電解液に対して不活性のガスを封入・置換することにより、包装体２２（箱体３２）の酸素量を低減できるため、自己放電抑制に有効である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により、本発明における効果を説明する。
【００３６】
以下に示すような構成でＪＩＳ Ｄ５３０１「始動用鉛蓄電池」で規定された５５Ｄ２３形の電池Ｓ１〜Ｓ８および電池Ｔ１〜Ｔ８を組み立て、これら電池Ｓ１〜Ｓ８および電池Ｔ１〜Ｔ８を用いて電池包装体を作成し、４０℃雰囲気下で６ヶ月保存し、保存後の５時間率放電持続時間を測定した。なお、本実施例では、鉛蓄電池が輸送された後に倉庫保管された場合を想定し、電池包装体に振動を加え、その後保存を行った。
【００３７】
電池包装体に加える振動は、電池の上下方向に複振幅２．３〜２．５ｍｍ、加速度２９．４ｍ／ｓ2とし、振動時間を２時間とした。なお、この振動条件はＪＩＳ Ｄ５３０１（１９９９）で規定された耐振動性における振動条件と同一である。
【００３８】
（本実施例に用いる電池Ｓ１〜電池Ｓ８の構成）
本実施例に用いる電池Ｓ１は、正極にＰｂ−０．０６ｗｔ％Ｃａ−１．３０ｗｔ％Ｓｎ合金、負極にＰｂ−０．０６ｗｔ％Ｃａ−０．３０ｗｔ％Ｓｎ合金のエキスパンド格子をそれぞれ使用した正極板および負極板を用い、正極板５枚および負極板６枚で極板群を構成したものである。
【００３９】
セパレータとして孔径数μｍ以下の微孔を有したポリエチレン製袋状セパレータに負極板を収納した。電槽化成後、電解液量を通常使用されるときの状態の所定電解液量としたものである。この状態において、正極板、負極板およびこれらを集合溶接するストラップはすべて電解液に浸漬された状態であり、１セル当たり７００ｃｃとしている。なお、注液口には排気栓を装着した。排気栓には電池内部のガスを排出するための排気用の小孔が設けられている。
【００４０】
さらに、電池Ｓ１から電解液を抜き出した電池Ｓ２〜電池Ｓ８を作成した。ここで、図４に示した、電解液１１から露出した部分の高さ方向の寸法（ｘ）の高さ寸法（Ｈ）に対する比率を露出率とし、この露出率を、電池Ｓ２で１５％、電池Ｓ３で４０％、電池Ｓ４で５５％、電池Ｓ５で７０％、電池Ｓ６で８５％、電池Ｓ７で９９％、電池Ｓ８で１００％として排気栓を装着した。なお、電池Ｓ１における正極板と負極板の電解液からの露出率は０％である。
【００４１】
なお、電池Ｓ１の電解液量は７００ｃｃであり、各電池の電解液量は電池Ｓ２で４２０ｃｃ（電池Ｓ１の６０％）、電池Ｓ３で２８０ｃｃ（電池Ｓ１の４０％）、電池Ｓ４で２１０ｃｃ（電池Ｓ１の３０％）、電池Ｓ５で１４０ｃｃ（電池Ｓ１の２０％）、電池Ｓ６で７０ｃｃ（電池Ｓ１の１０％）、電池Ｓ７で７ｃｃ（電池Ｓ１の１％）、電池Ｓ８で０ｃｃ（電池Ｓ１の０％）とした。
【００４２】
（本実施例に用いる電池Ｔ１〜電池Ｔ８の構成）
本実施例に用いる電池Ｔ１は、前記した電池１において、正極格子および負極格子をＰｂ−２．５％Ｓｂ合金の鋳造格子としたものであり、その他の構成は電池１と同様の構成を有する。なお、電池Ｔ１における正極板と負極板の電解液からの露出率は０％である。
【００４３】
さらに、電池Ｓ２〜Ｓ８と同様にして、電池Ｔ１から電解液を抜き出した電池Ｔ２〜電池Ｔ８を作成した。ここで、前記した露出率を、電池Ｔ２で１５％、電池Ｔ３で４０％、電池Ｔ４で５５％、電池Ｔ５で７０％、電池Ｔ６で８５％、電池Ｔ７で９９％、電池Ｔ８で１００％として排気栓を装着した。
【００４４】
なお、電池Ｔ１の電解液量は７００ｃｃであり、各電池の電解液量は電池Ｔ２で４２０ｃｃ（電池Ｔ１の６０％）、電池Ｔ３で２８０ｃｃ（電池Ｔ１の４０％）、電池Ｔ４で２１０ｃｃ（電池Ｔ１の３０％）、電池Ｔ５で１４０ｃｃ（電池Ｔ１の２０％）、電池Ｔ６で７０ｃｃ（電池Ｔ１の１０％）、電池Ｔ７で７ｃｃ（電池Ｔ１の１％）、電池Ｔ８で０ｃｃ（電池１の０％）とした。
【００４５】
（電池包装体Ａ１〜Ａ８）
比較例の電池包装体Ａ１〜Ａ８は、電池Ｓ１〜Ｓ８をそれぞれ従来より一般的な電池の包装形態である、ダンボール箱に梱包したものである。ダンボール箱は気密性を有さず、ダンボール箱外と電池内部とは排気栓を通じて導通状態にある。電池Ｓ１と電池包装体Ａ１、電池Ｓ２と電池包装体Ａ２、電池Ｓ３と電池包装体Ａ３、電池Ｓ４と電池包装体Ａ４、電池Ｓ５と電池包装体Ａ５、電池Ｓ６と電池包装体Ａ６、電池Ｓ７と電池包装体Ａ７および電池Ｓ８と電池包装体Ａ８が互いに対応している。
【００４６】
（電池包装体Ｂ１〜Ｂ８）
比較例の電池包装体Ｂ１〜Ｂ８は、比較例の電池包装体Ａ１〜Ａ８において、ダンボール箱内に収納された電池Ｓ１〜Ｓ８の排気栓９上にポリプロピレン粘着テープを貼り付け、排気栓９の小孔をテープで閉塞することにより、電池外部と内部とを密封したものである。ここでは、電池Ｓ１と電池包装体Ｂ１、電池Ｓ２と電池包装体Ｂ２、電池Ｓ３と電池包装体Ｂ３、電池Ｓ４と電池包装体Ｂ４、電池Ｓ５と電池包装体Ｂ５、電池Ｓ６と電池包装体Ｂ６、電池Ｓ７と電池包装体Ｂ７および電池Ｓ８と電池包装体Ｂ８が互いに対応している。
【００４７】
（電池包装体Ｃ１〜Ｃ８）
電池包装体Ｃ１〜Ｃ８は、図２に示したように、鉛蓄電池１としてそれぞれ電池Ｓ１〜Ｓ８を用い、ポリエチレン樹脂層／Ａｌ金属蒸着層／ＰＥＴ樹脂層が積層されたラミネートフィルムの包装体２２で密封包装したものである。なお、電池Ｓ１と電池包装体Ｃ１、電池Ｓ２と電池包装体Ｃ２、電池Ｓ３と電池包装体Ｃ３、電池Ｓ４と電池包装体Ｃ４、電池Ｓ５と電池包装体Ｃ５、電池Ｓ６と電池包装体Ｃ６、電池Ｓ７と電池包装体Ｃ７および電池Ｓ８と電池包装体Ｃ８が互いに対応している。
【００４８】
（電池包装体Ｄ１〜Ｄ８）
電池包装体Ｄ１〜Ｄ８は、図３に示したように、鉛蓄電池１としてそれぞれ電池Ｓ１〜Ｓ８を用い、紙を耐酸性樹脂としてのポリエチレン樹脂層をコートした箱体３２で密封したものである。なお、電池Ｓ１と電池包装体Ｄ１、電池Ｓ２と電池包装体Ｄ２、電池Ｓ３と電池包装体Ｄ３、電池Ｓ４と電池包装体Ｄ４、電池Ｓ５と電池包装体Ｄ５、電池Ｓ６と電池包装体Ｄ６、電池Ｓ７と電池包装体Ｄ７および電池Ｓ８と電池包装体Ｄ８が互いに対応している。
【００４９】
（電池包装体Ｅ１〜Ｅ８）
電池包装体Ｅ１〜Ｅ８は、電池包装体Ｃ１〜Ｃ８において、電池内および包装体２２内を窒素ガスで置換した後、密封したものである。なお、電池Ｓ１と電池包装体Ｅ１、電池Ｓ２と電池包装体Ｅ２、電池Ｓ３と電池包装体Ｅ３、電池Ｓ４と電池包装体Ｅ４、電池Ｓ５と電池包装体Ｅ５、電池Ｓ６と電池包装体Ｅ６、電池Ｓ７と電池包装体Ｅ７および電池Ｓ８と電池包装体Ｅ８が互いに対応している。
【００５０】
（電池包装体Ｆ１〜Ｆ８）
電池包装体Ｆ１〜Ｆ８は、図２に示したように、鉛蓄電池１としてそれぞれ正負極格子にＰｂ−Ｓｂ合金を用いた電池Ｔ１〜Ｓ８を用い、ポリエチレン樹脂層／Ａｌ金属蒸着層／ＰＥＴ樹脂層が積層されたラミネートフィルムの包装体２２で密封包装したものである。なお、電池Ｔ１と電池包装体Ｆ１、電池Ｔ２と電池包装体Ｆ２、電池Ｔ３と電池包装体Ｆ３、電池Ｔ４と電池包装体Ｆ４、電池Ｔ５と電池包装体Ｆ５、電池Ｔ６と電池包装体Ｆ６、電池Ｔ７と電池包装体Ｆ７および電池Ｔ８と電池包装体Ｆ８が互いに対応している。
【００５１】
（電池包装体Ｇ１〜Ｇ８）
電池包装体Ｇ１〜Ｇ８は、電池Ｔ１〜Ｔ８をそれぞれ従来より一般的な電池の包装形態である、ダンボール箱に梱包したものである。ダンボール箱は気密性を有さず、ダンボール箱外と電池内部とは排気栓を通じて導通状態にある。電池Ｔ１と電池包装体Ｇ１、電池Ｔ２と電池包装体Ｇ２、電池Ｔ３と電池包装体Ｇ３、電池Ｔ４と電池包装体Ｇ４、電池Ｔ５と電池包装体Ｇ５、電池Ｔ６と電池包装体Ｇ６、電池Ｔ７と電池包装体Ｇ７および電池Ｔ８と電池包装体Ｇ８が互いに対応している。
【００５２】
表１および表２に上記の各電池の保存後の５時間率放電持続時間を示す。なお、電池の中であらかじめ電解液を抜いた電池については放電する前に排出した分の電解液を補充した後、放電を行った。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
表１および表２に示した結果から、まず所定電解液量で保存された電池包装体Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１およびＦ１では、本発明例による電池包装体Ｃ１、Ｄ１およびＦ１は３．４時間以上放電することができ、比較例による電池包装体Ａ１の１２０％以上の放電持続時間を有しており、自己放電特性が顕著に改善されている。
【００５５】
電池包装体Ａ１においては保存中に排気栓を通じて、電池外部より空気中の酸素が電池内に流入し電解液中に溶存することにより、負極板の自己放電を加速させたと推測できる。一方で、本発明例による電池包装体Ｃ１、Ｄ１およびＦ１は、空気中の酸素の電池内への流入が抑制され、これにより自己放電が抑制されたと考えられる。
【００５６】
これは、特に、包装体内および電池内を窒素で置換した本発明例の電池包装体Ｆ１がより優れた残存放電持続時間を有していることからも推測できる。
【００５７】
一方、電池包装体Ｆ１では、正負の格子体にＰｂ−Ｓｂ合金を用いた、アンチモン系の電池が用いられているために、もともとの自己放電が大きく、包装体で密封してもＰｂ−Ｃａ合金を用いた場合に比べて、自己放電特性を抑制する効果が顕著ではない。
【００５８】
また電池包装体Ａ２〜Ａ８および電池包装体Ｇ２〜Ｇ８を除く各電池包装体において、内部に収納する電池の残存電解液を減少させ、正極板および負極板が電解液面から露出した状態、かつ正極板および負極板の一部が電解液に浸漬された状態で保存したものでは、自己放電の原因となる硫酸量が減少し自己放電反応が抑制されるため自己放電が少なくなり、保存後の放電持続時間を長くすることができる。
【００５９】
比較例の電池包装体Ａ２〜Ａ７およびＧ２〜Ｇ７のように、正極板と負極板の一部が電解液から露出し、かつ少なくとも一部が電解液に浸漬され、かつ、電池内部と外部を密封しない場合、保存中に外部酸素により負極板が酸化されるため、残存電解液量が少なくなるほど残存放電持続時間は著しく低下する。したがって、本発明において、特に電解液量を少なくし、正極板と負極板が電解液から露出させた状態で保存する形態において本発明の効果はさらに著しいものがある。
【００６０】
ただし、Ｐｂ−Ｃａ合金を用いた電池を用い、電池内部と外部とを密封した場合であっても、残存電解液を全く有さない電池包装体Ｂ８、Ｃ８、Ｄ８およびＥ８では、残存放電持続時間が低下する減少が見られた。したがって、残存電解液を有し、正極板および負極板の少なくとも一部が電解液に浸漬した状態であることが必要である。
【００６１】
一方で、Ｐｂ−Ｓｂ合金を用いた電池では、残存電解液を全く有さない電池包装体Ｆ８およびＧ８では、残存電解液を有したものと比較して残存放電持続時間が増加していた。
【００６２】
本発明においては、残存電解液量を少なくすることにより、正極板および負極板の電解液からの露出率を４０％以上としたときに、特に残存放電持続時間が長くなり、より顕著に自己放電抑制効果を得ることができる。
【００６３】
さらに、電池包装体Ｅ１〜Ｅ７のように、保存前の初期に包装体内部を不活性ガスである窒素と置換し、負極活物質が酸化される機会をさらに低減したために、保存後の残存放電持続時間をさらに改善することができる。
【００６４】
なお、電池包装体Ｂ１〜Ｂ７については、電池包装体Ｃ１〜Ｃ７等の密閉機能を、排気栓上部をポリプロピレン粘着テープで塞ぐことによって、より簡便に得ようとしたものである。しかしながら、表１に示した結果を見ると、本発明による電池包装体に比較して、残存放電持続時間が短く、自己放電特性の面で劣っている。
【００６５】
これから、排気栓部をテープで覆ったのみでは、テープおよびその周辺からの酸素の侵入を完全に抑えることが難しいためと考えられる。特に、本実施例にように、輸送を想定した振動が加わる場合、排気栓に付着した電解液の飛沫が排気用の小孔から滲出する場合がある。粘着テープは裏面の粘着剤層を介して、排気栓上部を覆っているものの、滲み出た電解液が粘着剤層に浸透し、気密性が低下すると推測される。
【００６６】
また、この粘着テープで覆う方法では、保存中に電池内に滞留した酸素ガスが負極板で吸収されるため、電池内圧力が周囲と比べて低くなる。そのために保存中に電槽が変形する。このような内圧の低下による電槽の変形は、電槽本体とともに、電槽と蓋との接合部に応力が常にかかるため、好ましくない。
【００６７】
このような電池内圧の低下は、また、吸収された酸素ガスの体積と電池内容積によって、変化するが、本発明では、電池内と包装体内とが連通しているため、電池内圧の低下量は酸素ガスの体積と包装体内の気体体積によって決定づけられる。したがって、電池内の気体体積に比較して、包装体内の気体体積はより大きく、このような電池内圧の低下を要請することができる。
【００６８】
また、包装体内を酸素ガスを含まない、窒素ガス等の不活性ガスで置換することにより、このような電池内圧の低下をより抑制することができる。
【００６９】
さらに本発明のもうひとつの大きな効果は、従来のようなダンボールでの包装形態と比べて、輸送中あるいは保管中に誤って転倒させたときにも電解液である希硫酸が外部に飛散することを防止でき、周囲を破損するのを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
前記したように、本発明によれば、電池保管中における自己放電を抑制できることから、始動用鉛蓄電池をはじめとする、様々な鉛蓄電池に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】鉛蓄電池を示す一部破載図
【図２】本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池包装体を示す図
【図３】本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池包装体を示す図
【図４】電解液面と極板との位置関係を示す図
【符号の説明】
【００７２】
１ 鉛蓄電池
２ 正極板
３ 負極板
４ セパレータ
５，５´ 集電用耳部
６ 電槽
７ 蓋
８ 注液口
９ 排気栓
１０ 小孔
１１ 電解液
１１ａ 電解液面
１３，１３´ ストラップ
２１ 第１の実施形態による鉛蓄電池包装体
２２ 包装体
３１ 第２の実施形態による鉛蓄電池包装体
３２ 箱体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板および負極板がＰｂ−Ｃａ系合金からなる格子体を備えた鉛蓄電池を気密性を有した包装体で密閉包装したことを特徴とする鉛蓄電池包装体。
【請求項２】
前記包装体として、耐酸性合成樹脂フィルムを用いたことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項３】
前記包装体として、内面が耐酸性コート層を有した箱体を用いたことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項４】
前記鉛蓄電池の電解液量が正極板および負極板が電解液から露出する状態に設定したことを特徴とする請求項１〜３に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項５】
前記電解液量を正極板および負極板の高さ寸法の４０％以上が電解液から露出し、かつ正極板および負極板の少なくとも一部が電解液に浸漬した状態に設定したことを特徴とする請求項４に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項６】
前記包装体内部を酸素を含まない、Ｎ2等の不活性ガスで置換したことを特徴とする請求項１〜５に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項１】
正極板および負極板がＰｂ−Ｃａ系合金からなる格子体を備えた鉛蓄電池を気密性を有した包装体で密閉包装したことを特徴とする鉛蓄電池包装体。
【請求項２】
前記包装体として、耐酸性合成樹脂フィルムを用いたことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項３】
前記包装体として、内面が耐酸性コート層を有した箱体を用いたことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項４】
前記鉛蓄電池の電解液量が正極板および負極板が電解液から露出する状態に設定したことを特徴とする請求項１〜３に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項５】
前記電解液量を正極板および負極板の高さ寸法の４０％以上が電解液から露出し、かつ正極板および負極板の少なくとも一部が電解液に浸漬した状態に設定したことを特徴とする請求項４に記載の鉛蓄電池包装体。
【請求項６】
前記包装体内部を酸素を含まない、Ｎ2等の不活性ガスで置換したことを特徴とする請求項１〜５に記載の鉛蓄電池包装体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２６９０８７（Ｐ２００６−２６９０８７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８０９４８（Ｐ２００５−８０９４８）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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